Расчет диаграмм состояния двух- и трех-компонентных систем и контактное плавление в системе Sn-Pb-Cd при наличии электропереноса

• Автор: Кумыков, Заур Мурадинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 144 с.

ГЛАВА 1. Фазовое'состояние расплава вблизи температуры плавления

§1.1. Фазовые диаграммы состояния и контактное плавление. Природа

эвтектики

§ 1.2. Представление о ликвационном состоянии жидкости вблизи

эвтектической точки, как об особой самостоятельной фазе расплава

§ 1.3. Размер кристаллических кластеров при твердожидком состоянии

расплава

Выводы из Главы

ГЛАВА 2. Модели фазового перехода плавления - кристаллизации

(8-Ь перехода)

§ 2.1. Обобщённая вакансионно-дилатометрическая модель плавления

металлов
§ 2.2. Аналитическое описание диаграмм состояния двойных систем с
твердыми растворами
§ 2.3 Аналитическое описание Т-с диаграмм
состояния бинарного сплава с простой эвтектической точкой
Выводы из Главы
ГЛАВА 3. Модели контактного плавления
§ 3. 1. Полевая модель начальной стадии контактного плавления
§ 3.2. Решеточные суммы потенциалов парных взаимодействий
§ 3.3. Модель контактного плавления аморфных металлов
§ 3.4. Теория диаграмм состояния трехкомпонентных систем в приближении
эффективно - парных взаимодействий
Выводы из Главы
ГЛАВА 4. Процесс контактного плавления и структура зоны контакта при наличии разности потенциалов между контактируемыми металлами
§4.1. Описание электропереноса в трехкомпонентных металлических
системах в рамках термодинамики необратимых процессов
§ 4.2. Методика проведения эксперимента
§ 4.3. Контактное плавление в системе Бп - РЬ - Сб при наличии
электропереноса и физико-химические свойства контактных прослоек
Выводы из Главы
Общие выводы по диссертации
ПРИЛОЖЕНИЕ I к Главе
Литература

Актуальность темы диссертации
Эффект контактного плавления проявляется в том, что два разнородных вещества, приведенные в контакт в твердофазном состоянии, плавятся при температурах значительно более низких, чем температуры плавления каждого из этих веществ в отдельности. Этот эффект был известен еще в XVIII веке. Поглощение теплоты при плавлении смеси льда и некоторых солей при температурах (;<00С использовалось химиками и врачами для получения охлаждающих смесей. С помощью охлаждения за счет контактного плавления в 1759 году была достигнута температура г = /и(%) = -38,836°С и была осуществлена кристаллизация ртути. Несмотря на столь длительную историю, сама природа эффекта контактного плавления до сих пор остается загадкой для науки. Так, например, известно, что механизм контактного плавления веществ, ограниченно растворимых в твердом состоянии, напрямую связан с существованием эвтектической точки, разделяющей две ветви линии ликвидуса на фазовой Т-с диаграмме этих веществ [1].
Температура контактного плавления с высокой точностью совпадает с температурой плавления эвтектики (ТШ1 = Тэит) и концентрация компонент в жидкой фазе, образовавшейся в месте контакта (спл) , совпадает с эвтектической концентрацией (спл = сэат). Однако, какие именно особенности во взаимодействии концевых компонент бинарных систем приводят к существованию эвтектической точки, до сих пор неясно. В то же время эффект контактного плавления используется во все возрастающих масштабах. Кроме создания легкоплавких припоев, проведения контактно-реактивной пайки и резки металлов, эффект контактного плавления применяется для создания металлических и диэлектрических покрытий композитных материалов, создания новых композитов, полупроводниковых прослоек между разнородными металлами, соединения органо- и металлопластиков и т.п.

Выводы из Главы
1. Анализ литературных данных показывает, что вблизи эвтектических точек жидкость не однородна по структуре на суббинарных масштабах. Единого мнения о происхождении этих неоднородностей не существует.
2. Необходимая, как это следует из правила фаз Гиббса, однородность эвтектического расплава заставляет предположить, что обнаруженные в ряде экспериментов, неоднородности в строении жидкости, либо обязаны «замороженной» кинетике плавления либо является равновесными термодинамическими устойчивыми образованиями.
3. проведённые нами расчеты показывали, что даже в однокомпонентных системах в близи температуры плавления (Тпл) в жидкой фазе должны равновесно существовать неоднородные (анизотропные) включения сферической или игольчатой формы, размеры которых составляют порядка 5-104 атомов. Эти включения уменьшаются с ростом температугт-2/З
ры по закону Т